1 引言

    數控機床的技術水平高低及其在金屬切削加工機床產量和總擁有量的百分比，是衡量一個國家工業制造整體水平的重要標志之一。數控車床是數控機床的主要品種之一，它在數控機床中占有非常重要的位置，幾十年來一直受到世界各國的普遍重視，并得到了迅速的發展。其中主軸運動是數控車床的一個重要內容，其動力約占整臺車床的動力的70%～80%，對于提高加工效率，擴大加工材料范圍，提升加工質量都有著很重要的作用。基本控制是主軸的正、反轉和停止，可自動換檔和無級調速。采用變頻器和plc對主軸進行有效的控制是當前數控車床技術改造過程中的重要環節。本文主要介紹plc和變頻器在數控車床主軸驅動控制的應用情況。

2 工藝要求

    數控車床一般加工回轉表面、螺紋等。要求其動作一般是x、z向快進、工進、快退。加工過程中能進行自動、手動、車外圓與車螺紋等轉換；并且能進行單步操作。

圖1 數控車床工件加工圖

    數控車床應用恒線速功能加工，加工工序如圖1所示，步驟如下：

    (1) 按起動按鈕，切削①號部位，電機正轉，轉速2400r/min，主軸正轉。
    (2) 切削②，電機正轉，轉速1500r/min，主軸正轉。
    (3) 工序③鉆孔，電機正轉，轉速2700r/min，主軸正轉。
    (4) 工序④攻絲，電機正轉，轉速600r/min，主軸正轉。
    (5) 工序⑤退出絲錐，電機反轉，轉速1200r/min，主軸反轉。
    (6) 按停止按鈕，電機停，主軸停轉。

3 控制要求

    (1) 用plc和變頻器控制交流電機工作，有交流電機帶動數控車床主軸運轉，交流電機工作轉速變化情況如圖2所示，應能連續運轉。

圖2 數控車床主軸實現程序控制速度圖

    (2) 主軸電機也可單獨選用任一級速度恒速旋轉。

    (3) 主軸電機也可進行正、反點動控制，利于檢修或調整，電機轉速選用600r/min。

    (4) 變頻器頻率設置估算公式f=np/60。f為變頻器設置頻率，n為電機轉速，p為極對數(設p=1)。